[发明专利]一种非接触式铺层定位仪定位方法

说明书

本发明公开的一种非接触式铺层定位仪定位方法，属于复合材料零件制造技术领域。本发明在工件定位时，首先根据工件类型判断工件是否有合作靶标标志点，如有合作靶标则采用双目视觉系统对标志点进行识别，结合激光测距系统将靶标换算出的坐标点输入至铺层定位仪控制计算机中完成对被测工件的空间定位。如无合作靶标，则采用激光测距模块与振镜扫描机构进行激光投射，寻找被测工件特征点并与导入的工件模型匹配，从而获得定位信息。本发明的铺层定位仪定位方法，智能化程度高，能够解决与工件零接触的空间定位问题，用一种定位方法实现所有在铺层定位仪测量范围内的不同形貌被测工件的空间定位。

技术领域

本发明涉及一种非接触式铺层定位仪定位方法，属于复合材料零件制造技术领域。

背景技术

铺层定位仪是复合材料零件制造领域中，被广泛使用的先进智能制造设备之一，主要用于复合材料铺设、工件定位、焊接等工作中。工作时，首先将被测工件模型导入仪器的控制系统中，控制系统在被加工工件表面投射激光，辅助其他设备或人员完成相关加工工作。对于其模型与现实工件的耦合，需先对现实被加工工件进行空间定位，进而在仪器控制系统中将工件与模型坐标进行对齐，从而获得准确的激光投射位置。因此，被测工件的空间定位精度是影响铺层定位仪准确程度的重要因素。

现有的被测工件定位技术主要依赖于特殊光学材料工装，工装放置于被测工件边缘，通过铺层定位仪寻找工装以定位被测工件。但此方法不能适用于所有形状工件，且不耐高温，需在工件进行热加工前取走，放置重复性较低。因此，为铺层定位仪提供准确的非接触式工件定位方法是亟待解决的问题。

发明内容

针对现有工件空间定位技术依赖工装的问题，本发明公开一种非接触式铺层定位仪定位方法，目的是满足所有在铺层定位仪测量范围内的不同形貌被测工件的空间定位需求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明公开一种非接触式铺层定位仪定位方法，采用双目视觉系统和激光测距系统两种定位方式。首先根据工件类型判断工件是否有合作靶标标志点，如有合作靶标即采用双目视觉系统对标志点进行识别，结合激光测距系统将靶标换算出的坐标点输入至铺层定位仪控制计算机中完成对被测工件的空间定位。如无合作靶标，则采用激光测距模块与振镜扫描机构进行激光投射，寻找被测工件特征点并与导入的工件模型匹配，从而获得定位信息。

本发明公开一种非接触式铺层定位仪定位方法，包括以下步骤：

步骤一：判定工件是否有合作靶标标志点；

步骤二：基于双目视觉系统或激光测距系统的工件精确定位；

工件有合作靶标标志点，则采用双目视觉系统对标志点进行识别：

由相机获得靶标点图像坐标，再由双目视觉系统对靶标点坐标进行测量，同时根据需要采用激光测距模块对靶标点进行测距，将距离信息代入解算，为铺层定位仪提供靶标点的位置信息，从而确定被加工工件的位置；

工件无合作靶标标志点，则采用激光测距系统进行定位：

将激光经过铺层定位仪所带有的振镜出射，对工件边缘特征点进行慢速扫描，在扫描的同时进行激光测距和回光功率记录，通过数据分析与导入的工件模型进行匹配比对，获得工件明显特征点所在空间位置的信息，从而确定被加工工件的位置。

步骤三：系统解算得到靶标空间位置或轮廓空间位置；

通过定位系统对工件多个靶标点或特征点的三维坐标进行精确测量，结合靶标点或特征点在工件中的位置坐标，经过坐标系配准，从而获取铺层定位仪坐标系与工件坐标系之间的位姿关系，完成三维激光投射系统在工件上投射激光图样准备工作。

步骤四：基于高速振镜的三维激光投射；